一种mra脑图像数据的背景抑制方法及系统的制作方法

文档序号:9844641
一种mra脑图像数据的背景抑制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学磁共振血管成像技术领域,尤其涉及一种MRA脑图像数据的背景 抑制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography MRA)是基于磁共振成像技 术的一组血管成像技术,它是一种无创伤性、无辐射危害、无需依赖造影剂、安全可靠的血 管成像技术,在脑血管、颈血管、心血管等血管疾病的诊断中起到了重要的辅助作用。根据 成像原理,获取MRA数据的方法主要有三种方式:时间飞跃法(Time of Flight MRA, T0F-MRA)、相位对比法(Phase Contrast Angiography, PCA)、对比增强法(Contrast Enhanced MRA,CE-MRA)等,目前以T0F法临床应用较为广泛。
[0003] 人类的脑血管系统具有复杂的解剖结构,通过对MRA数据进行最大强度投影 (Maximum Intensity Projection, MIP)三维重建处理,能较容易地从复杂的大脑中单独 抽取出血管,获得脑血管的位置、形状及拓扑结构等信息。但MRA数据信噪比较低,且T0F数 据中静态组织仍有信号,导致图像中除了血管信息外,还存在大量脑组织和其他组织的背 景信息。同时,由于3D-T0F MRA采用体积成像,容易产生百叶窗噪声,影响血管成像效果,甚 至可能降低医生的诊断正确率。MIP三维重建算法是以某个投影角度对MRA数据进行投影, 取每条射线上亮度最大值作为结果图像的像素值。由于MIP只取最大亮度显示,容易导致血 管信号相互掩盖或被其他高亮度信号掩盖。鉴于此,亟需探索一种能改善细节结构、突出血 管结构形态的背景抑制方法,以更好的辅助医生诊断。
[0004] T0F-MRA图像数据为T1加权像,在T0F-MRA图像中除了血管为高信号外,静态组织 也仍有信号,特别是头皮部分具有较强的信号。头皮覆盖于整个颅脑四周,容易导致经过 MIP处理后,MIP结果图像的背景中头皮信号成为的主导信号,有时甚至可能掩盖血管信号。
[0005] 因此,现有技术还有待改进和发展。

【发明内容】

[0006] 鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种MRA脑图像数据的背 景抑制方法及系统,旨在解决现有技术中对MRA数据进行三维重建处理时,容易导致血管信 号相互掩盖或被其他高亮度信号掩盖,无法准确提取血管信号的问题。
[0007] 为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案: 一种MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述方法包括以下步骤: A、 对原始MRA脑图像数据进行图像亮度归一化处理与图像平滑处理,得到第一处理MRA 脑图像; B、 获取轮廓阈值,对第一处理MRA脑图像进行阈值化处理后,提取图像的外轮廓链码信 息; C、 根据图像的外轮廓链码信息选取种子点,并通过区域生长法获取靠近轮廓的高亮区 域; D、根据高亮区域的信息建立图像模板,将原始MRA脑图像数据中图像模板对应数据去 除,并进行MIP重建,得到血管图像。
[0008] 所述MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述步骤A具体包括: A1、获取原始MRA脑图像数据的最大亮度值》,以_
做为原始MRA脑图 像数据中各片层图像数据的归一化因子,归一化各片层图像数据,得到归一化MRA脑图像数 据;其中,編为图像片层数; Α2、根据cvSmooth函数对归一化MRA脑图像数据进行平滑处理,得到第一处理MRA脑图 像。
[0009] 所述MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述步骤B具体包括: B1、计算选取轮廓阈值,对第一处理MRA脑图像进行阈值分割,获取MRA数据的二值化轮 廓数据; B2、对二值化轮廓数据进行轮廓提取,获取外轮廓链码信息。
[001 0]所述MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述步骤C具体包括: C1、对所述轮廓链码信息进行水平分组和竖直分组,获取轮廓在各行的左右边界点和 在各列的上下边界点; C2、逐行选取取靠近水平分组中左边界点的一个亮度超过亮度阈值的点作为种子点, 运用区域增长法获取靠近轮廓左边界的高亮度区域,直至获得所有靠近轮廓左边界的左高 亮度区域RL; C3、逐行选取取靠近水平分组中右边界点的一个亮度超过亮度阈值的点作为种子点, 运用区域增长法获取靠近轮廓右边界的高亮度区域,直至获得所有靠近轮廓右边界的右高 亮度区域RR; C4、逐行选取取靠近水平分组中上边界点的一个亮度超过亮度阈值的点作为种子点, 运用区域增长法获取靠近轮廓上边界的高亮度区域,直至获得所有靠近轮廓上边界的上高 亮度区域RT; C5、逐行选取取靠近水平分组中下边界点的一个亮度超过亮度阈值的点作为种子点, 运用区域增长法获取靠近轮廓下边界的高亮度区域,直至获得所有靠近轮廓下边界的下高 亮度区域RB。
[0011 ]所述MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述步骤D具体包括: D1、根据获得的左高亮度区域RL、右高亮度区域RR、上高亮度区域RT及下高亮度区域RB 创建一个图像模版T;其中,

D2、根据图像模版T将原始MRA脑图像数据中与图像模板T对应数据抠除,得到第二处理 MRA脑图像。
[0012] D3、对第二处理MRA脑图像进行MIP三维重建处理,获得血管图像。
[0013] -种MRA脑图像数据的背景抑制系统,其中,包括: 预处理模块,用于对原始MRA脑图像数据进行图像亮度归一化处理与图像平滑处理,得 到第一处理MRA脑图像; 轮廓检测模块,用于获取轮廓阈值,对第一处理MRA脑图像进行阈值化处理后,提取图 像的外轮廓链码信息; 外围高信号检查模块,用于根据图像的外轮廓链码信息选取种子点,并通过区域生长 法获取靠近轮廓的高亮区域; 重建模块,用于根据高亮区域的信息建立图像模板,将原始MRA脑图像数据中图像模板 对应数据去除,并进行MIP重建,得到血管图像。
[0014] 所述MRA脑图像数据的背景抑制方法,其中,所述预处理模块具体包括: 归一化单元,用于获取原始MRA脑图像数据的最大亮度值《%,以
做为 原始MRA脑图像数据中各片层图像数据的归一化因子,归一化各片层图像数据,得到归一化 MRA脑图像数据;其中,
N为图像片层数; 平滑处理单元,用于根据cvSmooth函数对归一化MRA脑图像数据进行平滑处理,得到第 一处理MRA脑图像。
[0015] 所述MRA脑图像数据的背景抑制系统,其中,所述轮廓检测模块具体包括: 二值化处理单元,用于计算选取轮廓阈值,对第一处理MRA脑图像进行阈值分割,获取 MRA数据的二值化轮廓数据; 链码信息提取单元,用于对二值化轮廓数据进行轮廓提取,获取外轮廓链码信息。
[0016] 所述MRA脑图像数据的背景抑制系统,其中,所述外围高信号检查模块具体包括: 边界点获取单元,用于对所述轮廓链码信息进行水平分组和竖直分组,获取轮廓在各 行的左右边界点和在各列的上下边界点; 左高亮度区域获取单元,用于逐行选取取靠近水平分组中左边界点的一个亮度超过亮 度阈值的点作为种子点,运用区域增长法获取靠近轮廓左边界的高亮度区域,直至获得所 有靠近轮廓左边界的左高亮度区域RL; 右高亮度区域获取单元,用于逐行选取取靠近水平分组中右边界点的一个亮度超过亮 度阈值的点作为种子点,运用区域增长法获取靠近轮廓右边界的高亮度区域,直至获得所 有靠近轮廓右边界的右高亮度区域RR; 上高亮度区域获取单元,用于逐行选取取靠近水平分组中上边界点的一个亮度超过亮 度阈值的点作为种子点,运用区域增长法获取靠近轮廓上边界的高亮度区域,直至获得所 有靠近轮廓上边界的上高亮度区域RT; 下高亮度区域获取单元,用于逐行选取取靠近水平分组中下边界点的一个亮度超过亮 度阈值的点作为种子点,运用区域增长法获取靠近轮廓下边界的高亮度区域,直至获得所 有靠近轮廓下边界的下高亮度区域RB。
[0017] 所述MRA脑图像数据的背景抑制系统,其中,所述重建模块具体包括: 模板获取单元,用于根据获得的左高亮度区域RL、右高亮度区域RR、上高亮度区域RT及 下高亮度区域RB创建一个图像模版T;其中
抠除单元,用于根据图像模版T将原始MRA脑图像数据中与图像模板T对应数据抠除,得 到第二处理MRA脑图像。
[0018] MIP处理单元,用于对第二处理MRA脑图像进行MIP三维重建处理,获得血管图像。
[0019] 本发明所述的MRA脑图像数据的背景抑制方法及系统,方法包括:对原始MRA脑图 像数据进行图像亮度归一化处理与图像平滑处理,得到第一处理MRA脑图像;获取轮廓阈 值,对第一处理MRA脑图像进行阈值化处理后,提取图像的外轮廓链码信息;根据图像的外 轮廓链码信息选取种子点,并通过区域生长法获取靠近轮廓的高亮区域;根据高亮区域的 信息建立图像模板,将原始M
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